2개 이상의 레이어로 구성된 디자인이 있고, 단지 견적만 내는 것이 아니라 실제로 만들어 볼 수 있는 파트너가 필요합니다. 이는 실제 질문을 의미합니다. 얼마나 많은 레이어를 실행할 수 있는지, 어떤 라미네이트를 쌓을 수 있는지, 40 레이어 보드에서 실제 처리 시간은 무엇인지, 유능한 상점과 간트 차트를 엉망으로 돌려줄 상점을 어떻게 알 수 있습니까?

이 가이드에서는 프로세스, 확인할 만한 기술 사양, 실제 비용 동인, 아무도 경고하지 않는 고장 모드, 다층 PCB 어셈블리 공급업체를 평가하기 위한 실용적인 체크리스트 등 다층 PCB 어셈블리를 소싱할 때 실제로 중요한 사항을 다룹니다.

다층 PCB 조립이 실제로 의미하는 것

다층 PCB 조립은 절연 유전체 재료로 분리된 3개 이상의 전도성 구리 층을 포함하는 인쇄 회로 기판에 전자 부품을 채우고 납땜하는 프로세스입니다. 레이어는 도금된 스루홀, 블라인드 비아 또는 매립 비아를 통해 상호 연결됩니다. 이를 통해 소형 보드는 단면 또는 양면 보드보다 훨씬 더 많은 신호 및 전력 경로를 라우팅할 수 있습니다.

경쟁사 사이트에서 자주 혼동되는 두 가지 용어인 다층 PCB 제조와 다층 PCB 조립을 분리하는 것이 좋습니다.

· 제작구리 에칭, 레이어 라미네이팅, 비아 드릴링 및 도금, 솔더 마스크 및 실크스크린 적용 등 빈 보드를 만들고 있습니다.

· 집회베어 보드가 존재한 후에 발생하는 모든 것: 솔더 페이스트 인쇄, 부품 배치, 리플로우 솔더링, 스루홀 솔더링 및 검사입니다.

많은 다층 기판이 제조 결함 때문이 아니라 기판의 열 질량에 맞게 조정되지 않은 리플로우 프로파일과 같은 조립 결정으로 인해 실패합니다.

실제로 다층 설계가 필요한 경우

모든 보드가 다층화될 필요는 없으며, 과도한 사양은 이점 없이 비용만 추가합니다. 다층 PCB 어셈블리는 설계가 다음 제약 조건 중 하나 이상에 해당할 때 적합합니다.

· 신호 밀도는 2개의 레이어가 라우팅할 수 있는 수준을 초과합니다.구성 요소 수와 핀 밀도로 인해 라우팅 정체가 특정 지점을 지나면 다층으로 이동하거나 보드가 물리적으로 커지게 되는데, 이는 종종 선택 사항이 아닙니다.

· 전용 접지면과 전력면이 필요합니다.2레이어 보드는 접지 및 신호 트레이스가 공간을 공유하도록 강제하므로 전자기 간섭(EMI)이 증가하고 신호 무결성이 저하됩니다. 다중 레이어 스택을 사용하면 솔리드 참조 평면 사이에 신호 레이어를 끼울 수 있습니다.

· 고속 디지털 또는 RF 신호를 실행하고 있습니다.약 50MHz 이상 또는 모든 고속 직렬 인터페이스(USB3, PCIe, DDR 메모리 버스)에 필수적인 제어 임피던스 라우팅에는 알려진 유전체 두께와 기준 평면을 사용하여 정의된 레이어 스택업이 필요합니다.

· 폼 팩터가 제한되어 있습니다.웨어러블, 이식형 의료 기기 및 소형 IoT 모듈은 더 큰 단일 레이어 보드에 구성 요소를 분산할 공간이 없는 경우가 많습니다.

구성 요소가 100개 미만이고 고속 인터페이스가 없는 간단한 센서 노드의 경우 비용과 리드 타임 측면에서 2층 또는 4층 PCB가 더 실용적인 선택인 경우가 많습니다. 라우팅 밀도, 신호 무결성, 전력 분배 및 신뢰성 요구 사항과 같은 실제 요구 사항을 기반으로 더 높은 레이어 수를 선택해야 합니다.

다층 PCB 조립 공정, 단계별

유능한 다층 PCB 조립 작업흐름은 모든 단계에서 신호 무결성과 기계적 신뢰성을 보호하는 순서를 따릅니다. 생산 현장에서 실행되어야 하는 프로세스는 다음과 같습니다.

1. 제조 가능성을 위한 설계(DFM) 검토

재료를 절단하기 전에 제작 및 조립 팀은 Gerber 파일, 스택업 및 BOM을 공동으로 검토해야 합니다. 이 단계에서는 대부분의 다운스트림 결함을 포착합니다. DFM 검토를 건너뛰고 바로 생산에 착수하는 공급업체는 속도의 신호가 아니라 위험 신호입니다.

다층 기판에 대한 주요 DFM 검사에는 비아의 환형 링 크기, 팹의 실제 성능(마케팅 성능 아님)에 대한 최소 트레이스 및 공간, 접지면 연결의 열 완화, 라미네이션 중 휘어짐을 방지하기 위한 레이어 간 구리 균형 등이 포함됩니다.

2. Stack-Up 설계 및 재료 선택

레이어 스택업은 신호, 접지 및 전원 레이어가 배열되는 방식과 이들을 분리하는 유전체 재료 및 두께를 정의합니다. 이러한 결정은 임피던스 제어, 열 성능 및 기계적 강성을 주도합니다.

라미네이트 선택은 대부분의 구매자가 생각하는 것보다 더 중요합니다. 주류 FR-4는 대부분의 설계에 적합하지만 특정 라미네이트 브랜드와 수지 시스템은 유리 전이 온도(Tg), 유전 상수 일관성 및 재료가 다층 수 보드에서 여러 라미네이션 주기를 얼마나 잘 견디는지에 영향을 미칩니다. Shengyi 및 Kingboard와 같은 1차 중국 라미네이트 공급업체는 업계 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있습니다. 재료 사양은 로트마다 일관됩니다. 이는 20, 30 또는 40개 층을 적층할 때 매우 중요하며 조립 후 발견된 박리 실패를 감당할 수 없습니다.

3. 내부 레이어 이미징 및 에칭

각 내부 레이어의 회로 패턴은 포토레지스트를 통해 전사되고 노광, 현상 및 에칭됩니다. 다층 보드에서는 라미네이션이 시작되기 전에 모든 내부 레이어에 대해 이 단계가 반복됩니다. 이것이 바로 레이어 수가 비용 및 리드 타임 모두와 직접적인 관계가 있는 이유입니다.

4. 적층 및 드릴링

레이어는 제어된 열과 압력(일반적으로 275~400psi) 하에서 함께 압착되며 프리프레그를 사용하여 하나의 견고한 구조로 접착됩니다. 적층 후 기계적 또는 레이저 드릴링을 통해 관통 구멍, 블라인드 비아 및 매립 비아를 생성한 다음 도금하여 층 간 전기적 연결을 설정합니다.

5. 외층 가공, 솔더 마스크 및 표면 마감

외부 구리 층은 이미지화 및 에칭되고, 구리 산화를 방지하고 솔더 브리징을 방지하기 위해 솔더 마스크가 적용되며, 노출된 패드에는 표면 마감재(ENIG, 침지 은, OSP 또는 무연 HASL)가 적용됩니다.

6. 베어보드의 전기적 테스트

조립을 시작하기 전에 노출된 다층 기판은 플라잉 프로브 또는 못바닥 테스트를 거쳐 연속성을 확인하고 제조 중에 발생한 단락 또는 개방을 감지해야 합니다. 이 단계를 건너뛰면 조립 중에 제조 결함을 발견할 수 있으며 진단 및 재작업 비용이 훨씬 더 많이 듭니다.

7. 솔더 페이스트 인쇄 및 SPI

조립 단계에서는 레이저 절단 스텐실을 통해 솔더 페이스트를 적용하고, 자동 솔더 페이스트 검사(SPI)는 부품이 보드에 닿기 전에 페이스트 볼륨과 정렬을 확인합니다.

8. 부품 배치

픽 앤 플레이스 기계는 미크론 수준의 정확도로 표면 실장 부품을 배치합니다. BGA, 마이크로 BGA 및 미세 피치 구성 요소를 탑재한 다층 보드에서는 배치 정확도와 머신 비전 보정이 원시 배치 속도보다 더 중요합니다.

9. 리플로우 솔더링

다층 기판은 추가 구리 및 유전체 층으로 인해 2층 기판보다 열 질량이 상당히 높습니다. 이는 리플로우 열 프로필, 예열, 흡수 및 리플로우 영역이 보드의 레이어 수와 구리 중량에 맞게 특별히 조정되어야 함을 의미합니다. 다층 보드에 일반 리플로우 프로파일을 사용하는 것은 콜드 솔더 조인트와 BGA 볼 내부 행의 불완전 리플로우의 가장 일반적인 원인 중 하나입니다.

10. 스루홀 및 선택적 납땜

커넥터와 기계적으로 응력을 받는 부품은 일반적으로 스루홀 실장되고 SMT 단계 이후 웨이브 또는 선택적 납땜을 통해 납땜되어 순수 표면 실장이 제공할 수 없는 기계적 강도를 추가합니다.

11. 검사 및 테스트

엄격한 다층 PCB 조립 프로세스에는 배치 결함에 대한 자동 광학 검사(AOI), BGA 아래 숨겨진 조인트에 대한 X-Ray 검사, 무결성을 통해 매립 확인, 전기 검증을 위한 회로 내 테스트(ICT), 실제 작동 조건을 시뮬레이션하는 기능 테스트가 포함됩니다.

12. 최종 QA 및 패키징

육안 및 치수 점검, 플럭스 잔류물 제거를 위한 청소, 습기 차단 또는 정전기 방지 포장을 통해 보드 배송 전 공정이 종료됩니다.

견적 전 검증해야 할 기술적 역량

실제로 다층 PCB 조립 비용을 높이는 요인

구매자는 "동일한" 보드에 대한 두 견적이 30~50% 다를 수 있다는 사실에 종종 놀라곤 합니다. 실제로 확산을 주도하는 것은 다음과 같습니다.

1.레이어 수.비용은 레이어 수에 선형적으로 비례하지 않고 라미네이션 및 이미징 주기 수에 따라 대략적으로 증가하지만 각 추가 레이어 쌍은 의미 있는 비용을 추가합니다.

2.라미네이트 소재.표준 FR-4는 비용 기준입니다. High-Tg FR-4, Rogers RF 라미네이트 및 폴리이미드는 모두 프리미엄을 제공하며 때로는 상당합니다.

3.복잡성을 통해.단순 스루홀 비아가 가장 저렴합니다. 블라인드 및 매립 비아에는 순차적인 적층 주기가 필요하며 비용과 리드 타임이 모두 추가됩니다. HDI 설계용 마이크로비아는 여전히 비용이 더 많이 듭니다.

4.구리 무게 및 추적/공간.무거운 구리와 미세한 트레이스/공간은 팹을 프로세스 한계에 더 가깝게 밀어붙여 수율을 줄이고 비용을 높입니다.

5.수량 및 패널 활용도.프로토타입 수량(1~50개)은 더 적은 수의 보드로 설정 및 툴링 비용이 상각되기 때문에 생산 실행보다 단위당 비용이 훨씬 높습니다.

6.처리 시간.표준 리드 타임과 신속 또는 당일 서비스는 제조공장이 생산 일정을 얼마나 방해해야 하는지에 따라 가격이 30~100% 추가될 수 있습니다.

7.테스트 및 인증 요구 사항.ICT, 기능 테스트 설비, ITAR 등록 또는 항공우주 분야 AS9100과 같은 인증은 모두 비용을 추가하며, 추적 가능성을 고려하면 당연히 그렇습니다.

동일한 사양 시트에 대해 모든 경쟁사에 비해 견적이 현저히 낮은 경우에는 어떤 라미네이트 브랜드, 어떤 경유 구조, 어떤 테스트가 포함되는지 구체적으로 물어보십시오. 사업 성사를 위해 견적을 과소 사양한 다음 재료를 대체하는 것은 알려진 업계 문제이며, 이것이 바로 라미네이트 브랜드를 확인하는 것(예를 들어 공급업체가 이름 없는 일반 대체 재료가 아닌 Shengyi 또는 Kingboard 재료를 실제로 사용하고 있는지 확인하는 것)이 중요한 이유입니다. 생산 주문을 하기 전에 해볼 만한 가치가 있는 일입니다.

리드타임: 무엇이 현실적이고 무엇이 마케팅인가

다층 PCB 어셈블리의 리드 타임은 주문량뿐만 아니라 레이어 수와 복잡성에 따라 크게 달라집니다.

· 간단한 4~8개 레이어 보드, 표준 비아:일반적으로 일반 일정에 따라 제작에는 영업일 기준 5~10일, 조립에는 2~5일이 소요됩니다.

· 12~20개 레이어 보드 또는 블라인드/매립 비아가 있는 보드:순차적 라미네이션으로 인해 일반적으로 제작에만 영업일 기준 10~15일이 소요됩니다.

· 다층 카운트 보드(24~40층):작업장의 프레스 용량과 순차적 라미네이션 요구 사항에 따라 제작 기간이 3~4주 이상 걸릴 수 있습니다.

그러나 PCBgogo와 같은 전문 PCB 제조업체는 적합한 프로토타입 및 소규모 배치 프로젝트에 대해 24시간 빠른 회전 PCB 조립 서비스를 제공하여 엔지니어가 설계부터 완성된 보드까지 프로세스 속도를 높이고 까다로운 프로젝트 일정을 충족할 수 있도록 돕습니다.

일반적인 다층 PCB 조립 결함 및 이를 방지하는 방법

이는 대부분의 경쟁사 페이지에서 완전히 건너뛰는 섹션이며 일반적으로 원활한 생산 실행과 비용이 많이 드는 현장 실패의 차이입니다.

1. 박리

그것은 무엇입니까:열 스트레스로 인해 종종 물집이나 홍역 패턴으로 나타나는 층 간 분리.

근본 원인:일반적으로 리플로우 전 라미네이트의 수분 흡수, 라미네이션 압력이나 온도 부족, 보드의 리플로우 프로파일에 비해 Tg 등급이 너무 낮음 등이 있습니다.

방지:보드가 습한 환경에 보관된 경우 조립하기 전에 보드를 굽고, 실제 리플로우 최고 온도(무연 리플로우 최고 온도는 일반적으로 약 245~260°C)에 대해 라미네이트 Tg를 확인하고, 제조공장의 라미네이션 프레스 매개변수가 눈으로 확인하지 않고 패널별로 기록되고 일관성이 있는지 확인합니다.

2. 뒤틀림 및 휘어짐/뒤틀림

그것은 무엇입니까:보드가 평면에서 벗어나 특히 BGA의 경우 페이스트 인쇄 중 스텐실 접촉이 고르지 않고 부품 배치 중 동일 평면성 문제가 발생합니다.

근본 원인:층 전체에 걸쳐 고르지 않은 구리 분포(구리 균형), 비대칭 스택업 또는 적층 후 고르지 않은 냉각.

방지:좋은 DFM 검토는 제작이 시작되기 전에 구리 밸런스 레이어를 레이어별로 확인합니다. IPC-6012는 허용 가능한 굽힘 및 비틀림 제한을 지정합니다(일반적으로 표면 실장 부품이 있는 보드의 경우 0.75% 미만). 공급업체에 무엇을 측정하고 어떻게 측정하는지 문의하세요.

3. 층간 오정합

그것은 무엇입니까:내부 레이어는 적층 중에 서로에 대해 약간 이동하여 비아가 의도한 패드나 내부 레이어의 환형 링을 놓치게 만듭니다.

근본 원인:적절한 등록 제어가 없는 툴링 핀 마모, 재료 수축 불일치 또는 과도한 레이어 수.

방지:BGA 솔더 조인트뿐만 아니라 매설된 정렬을 대상으로 하는 X-Ray 검사는 보드 배송 전에 이를 확인할 수 있는 유일하고 신뢰할 수 있는 방법입니다. X-Ray 검사 범위에 묻힌 부분이 포함되는지 검증을 통해 명시적으로 질문합니다.

4. 내부 BGA 행의 불완전한 리플로우

그것은 무엇입니까:외부 BGA 볼은 적절하게 리플로우되지만 내부 열에는 차갑거나 불완전한 조인트가 나타나며 X-레이 없이는 종종 보이지 않습니다.

근본 원인:훨씬 더 큰 열 질량을 갖는 다층 보드에 적용되는 저질량 보드에 맞게 조정된 리플로우 열 프로파일이므로 열이 적시에 보드 코어에 침투하지 않습니다.

방지:열 프로필은 스택업별로 재검증해야 하며 다른 작업에서 재사용해서는 안 됩니다. 이는 어셈블러에게 직접 물어볼 가치가 있는 프로세스 규율 질문입니다. 보드 설계별로 리플로우를 다시 프로파일링합니까, 아니면 작업 전반에 걸쳐 표준 프로파일을 재사용합니까?

5. 열 사이클링 하에서의 신뢰성 실패를 통해

그것은 무엇입니까:현장에서 반복적인 열 순환 후 도금된 스루홀 또는 비아 배럴 균열은 자동차 및 산업 응용 분야에서 흔히 발생합니다.

근본 원인:비아 배럴의 구리 도금 두께가 부족하거나 종횡비(보드 두께 대 비아 직경)가 팹의 신뢰할 수 있는 프로세스 창을 넘어섰습니다.

방지:신뢰성이 높은 애플리케이션의 경우 IPC 클래스 3을 지정하고 통과/실패 설명이 아닌 배럴 도금 두께 데이터를 통해 요청하세요.

다층 PCB 어셈블리 공급업체를 선택하는 방법

가장 빨리 응답하거나 가장 낮게 응답한 사람을 기본적으로 지정하는 대신 견적을 평가할 때 이 체크리스트를 사용하십시오.

1.마케팅 번호가 아닌 문서화된 레이어 수와 재료 기능을 요청하세요.최대 40개의 레이어를 나열하는 상점에서는 해당 레이어 수의 최근 작업을 표시할 수 있어야 합니다.

2.라미네이트 브랜드 투명성을 확인하세요.평판이 좋은 공급업체는 고품질 FR-4라고 말하는 대신 재료 출처(Shengyi, Kingboard, Isola, Rogers 등)를 명명합니다.

3.DFM 검토에 실제로 무엇이 포함되어 있는지 물어보세요.체크박스 DFM 프로세스와 구리 균형, 열 완화 및 임피던스 문제를 표시하는 실제 엔지니어링 검토는 매우 다릅니다.

4.테스트 범위를 서면으로 확인하십시오.AOI는 표준입니다. X-Ray가 매립된 비아와 BGA 조인트를 덮는지, ICT 또는 기능 테스트가 포함되어 있는지 또는 추가 기능이 있는지 구체적으로 물어보십시오.

5.조립 및 제작이 자체적으로 이루어지는지, 아니면 아웃소싱되는지 확인하세요.PCBgogo의 자체 제조 시설과 같이 한 지붕 아래에서 두 가지를 모두 운영하는 공급업체는 일반적으로 별도의 제조 시설과 조립 공급업체 사이를 조정하는 브로커보다 더 엄격한 품질 관리를 제공하고 핸드오프 오류가 적습니다. 결함이 표면화될 때 두 회사 사이를 비난하는 대신 전체 보드를 책임지는 하나의 팀이 있기 때문입니다.

6.일반적인 레이어별 견적이 아닌 실제 스택업에 대한 실제 견적을 받아보세요.경유 유형, 구리 중량 및 재료를 설명하는 투명한 온라인 견적 도구를 갖춘 공급업체를 통해 구매 주문을 확정하기 전에 가격이 온전한지 확인할 수 있습니다.

7.신속 처리 옵션과 해당 옵션이 구체적으로 다루는 내용에 대해 문의하세요.위에서 언급한 대로 24시간 청구 또는 긴급 청구가 적용되는 단계를 명확하게 파악하십시오.

8.실제 업계의 참고 자료나 사례 연구를 요청하세요.항공우주, 의료 및 산업용 다층 기판은 가전제품과 신뢰성 기준이 매우 다르며 공급업체의 경험이 귀하의 응용 분야와 일치해야 합니다.

다층 PCB 어셈블리와 단일 및 이중층 PCB 비교

자주 묻는 질문

다층 PCB 어셈블리란 무엇입니까?

다층 PCB 조립은 절연 재료로 분리된 3개 이상의 구리 도체 층이 있고 도금된 비아를 통해 연결된 층이 있는 인쇄 회로 기판에 전자 부품을 장착하고 납땜하는 프로세스입니다.

다층 PCB는 몇 개의 층을 가질 수 있습니까?

표준 다층 PCB의 범위는 일반적으로 4~20개 층입니다. 고급 제작업체에서는 최대 40개 이상의 레이어를 생산할 수 있지만 매우 높은 레이어 수에는 순차 적층과 특수 공정 제어가 필요하므로 비용과 리드 타임이 추가됩니다.

다층 PCB 조립 비용은 얼마입니까?

비용은 주로 레이어 수, 라미네이트 재료, 복잡성(스루홀 대 블라인드/매립), 구리 중량 및 주문 수량에 따라 달라집니다. 간단한 4레이어 프로토타입 실행은 블라인드 비아와 무거운 구리가 있는 20개 이상의 레이어 보드보다 단위당 비용이 훨씬 낮으며, 프로토타입 수량은 항상 생산 수량보다 단위당 비용이 더 높습니다.

다층 PCB 제조와 다층 PCB 조립의 차이점은 무엇입니까?

제작은 에칭, 라미네이션, 드릴링을 통해 비어 있고 채워지지 않은 보드를 만듭니다. 조립은 완성된 베어 보드에 구성 요소를 배치하고 납땜하는 후속 프로세스입니다. 일부 공급업체는 둘 중 하나만 수행합니다. 공급업체가 두 가지를 모두 사내에서 처리하는지 확인하면 핸드오프 위험이 줄어듭니다.

다층 PCB에서 박리를 일으키는 원인은 무엇입니까?

박리는 일반적으로 리플로우 전에 라미네이트에 흡수된 수분, 제조 중 라미네이션 압력 또는 온도가 충분하지 않거나 조립 중 보드가 경험하는 리플로우 온도에 비해 너무 낮은 라미네이트 Tg 등급으로 인해 발생합니다.

레이어 수가 많을수록 항상 더 좋습니까?

아니요. 레이어 수는 설계의 전기적, 기계적 요구 사항과 일치해야 합니다. 과도한 사양의 레이어 수는 라우팅 밀도 및 신호 무결성 요구 사항이 요구하지 않는 경우 기능적 이점 없이 비용과 리드 타임을 추가합니다.

신뢰할 수 있는 다층 PCB 어셈블리 공급업체를 어떻게 찾을 수 있나요?

필요한 레이어 수에 대한 문서화된 기능, 라미네이트 재료 소싱에 대한 투명성, 실제 DFM 검토 프로세스, 매립된 비아의 X선 검증을 포함한 명확한 테스트 범위, 이상적으로는 한 지붕 아래에서 사내 제조 및 조립을 통해 핸드오프 오류를 줄입니다. 자체 운영 시설에서 Shengyi 및 Kingboard 라미네이트를 사용하여 최대 40개 레이어를 제작하는 PCBgogo와 같은 공급업체를 귀하의 기업에 포함시킬 가치가 있습니다. 특히 일반적인 기능을 주장하는 대신 이러한 세부 사항을 게시하기 때문에 비교가 가능합니다.

다층 PCB 조립의 일반적인 리드타임은 얼마나 됩니까?

간단한 4레이어 ~ 8레이어 보드는 일반적으로 제작에 영업일 기준 5~10일이 소요되고 조립에는 며칠이 추가로 소요됩니다. 블라인드 또는 매립 비아가 있는 다층 카운트 보드는 순차적 적층 주기로 인해 제작에만 3~4주 이상이 소요될 수 있습니다.

최종 테이크아웃

고품질 다층 PCB 조립은 층 수 그 이상에 달려 있습니다. DFM 검토 및 스택업 계획부터 조립 및 검사에 이르기까지 모든 단계에서 정밀한 엔지니어링 제어가 필요합니다. 입증된 제조 역량, 투명한 프로세스, 신뢰할 수 있는 품질 관리를 갖춘 공급업체를 선택하면 프로젝트 성공에 큰 변화를 가져올 수 있습니다.

다층 PCB 프로젝트를 생산할 준비가 되셨습니까?견적을 받으려면 지금 Gerber 파일을 업로드하세요.. 스택업 및 리플로우 요구 사항에 대해 PCBgogo의 엔지니어링 팀에 문의하고 프로토타입부터 대량 제조까지 전문가의 지원을 받으세요.